专利名称：电气回路接点故障检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电路故障检测设备，特别涉及一种适于对电气控制回路接点异动故障进行检测的装置。
背景技术：
电气控制回路通常由若干开闭接点(例如各类开关的辅助触点、继电器的接点等)、电磁线圈(例如继电器、接触器等)以及控制电源构成，其中，开闭接点可通过串联或并联连接成不同的逻辑回路，从而实现各类自动控制。
开闭接点异动故障是电气控制系统中最为常见的故障，通�？煞治补收虾腿砉收狭街掷嘈�。所谓硬故障，是指那些发生后故障点不会自动消除的故障，对于该类故障，只要利用万用表之类的检测设备对回路的通断情况、接点的开闭情况进行逐一检查，即可查找到故障点，因此检测难度较�。ぷ髁恳膊淮蟆Ｋ饺砉收希侵改切┓⑸蠊收系阕远墓收希美喙收嫌殖浦坝牧椤惫收希杂诟美喙收希捎诰哂兴婊⑸奶氐悖虼斯收系愫苣巡蹲剑虿檎掖春芏嗟睦选�
发明内容
本实用新型的目的是提供一种电气回路接点故障检测装置，该装置通过对可能发生异动的接点或接点组进行监视和记录，从而捕捉出发生软硬异动故障的被检测接点。
本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现一种电气回路接点故障检测装置，包含JK触发器，其J端和K端保持高电平信号输入；第一与非门电路，其输入端接收电气回路接点的异动信号；第一电子开关，其控制端连接至所述JK触发器的Q端并且输入端连接至所述第一与非门电路的输出端；第二电子开关，其控制端连接至所述JK触发器的Q非端并且输入端连接至所述第一与非门的输入端；RS触发器，其S端连接至所述第一和第二电子开关的输出端，R端连接至恒压源并经第一复位开关接地，Q端输出报警信号。
比较好的是，在上述电气回路接点故障检测装置中，进一步包含整流电路，其输入端与待测的开闭接点相连；第一开关电路，其控制端与所述整流电路的输出端正极相连；光电耦合电路，其输入端连接至所述第一开关电路的输出端，输出端连接至所述第一与非门电路的输入端。更好的是，所述整流电路为单向桥式整流器，所述第一开关电路包含三极管，其基极经电阻连接至所述单向桥式整流器的输出端正极并经反接的稳压二极管接地，其集电极连接至所述单向桥式整流器的所述输出端正极，其发射极经一个二极管连接至光电耦合电路的输入端。
比较好的是，在上述电气回路接点故障检测装置中，进一步包括时钟脉冲信号发生电路，其输出端连接至所述JK触发器的CLK端，并且包含串联在回路内的第二复位开关。
比较好的是，在上述电气回路接点故障检测装置中，进一步包含第二与非门电路、第二开关电路和双色发光二极管，所述第二与非门电路的输入端连接至所述RS触发器的S端，输出端连接至所述第二开关电路的控制端，所述双色发光二极管的其中一个连接至所述RS触发器的Q端而另一个连接至所述第二开关电路的输出端。
本实用新型的电气回路接点故障检测装置利用RS触发器的锁存功能，因此可以确保捕捉到被检测接点的各种软硬异动故障。此外，上述检测装置的结构紧凑，所需元器件数量少，因此一方面提高了检测可靠性，另一方面又降低了检测成本。
图1为按照本实用新型较佳实施例的电气回路接点故障检测装置的电气原理图。
具体实施方式
根据电路理论和电磁原理，在二次回路中，当回路处于通路状态时，额定电压加载于继电器线圈两端，构成回路的每个串联接点都处于闭合状态，此时每个闭合接点两端的电位差都为零，当其中某一个接点开断时，继电器线圈将失去励磁，与此同时开断接点的两端将产生一个上升沿的脉冲电压。相反，当回路处于断路状态时，继电器线圈两端就没有电压，此时回路中至少有一个接点处于断开状态，如果某接点闭合动作能给线圈施加励磁，则在该接点闭合前，接点两端的电位差等于回路控制电源的电压值，当它由断开变为闭合时，继电器线圈将会得到励磁，同时该接点两端的电位差在瞬间变为零，相当于产生了一个下降沿的脉冲电压。
由上可见，在二次回路正常运行中，如果某个接点两端的电压发生突变，则说明该接点的开断状态发生了变化。本实用新型的检测装置针对上述特点，通过对上升沿或下降沿脉冲电压信号的监测来确定发生故障的回路接点。
以下借助附图描述本实用新型的较佳实施例。
如图1所示，本较佳实施例的检测装置由三部分组成，其中，第I部分负责将被检测开闭接点两端的信号转换为具有合适电平的电信号；第II部分负责使正常状态下的开闭接点两端信号恒定为高电平信号或低电平信号，并且在出现异动故障时使电平信号翻转为低电平信号或高电平信号；第III部分负责在出现异动故障时相应地翻转电平信号并且维持这种翻转状态不变。以下对这些部分逐一进行描述。
参见图1，第I部分包括单向桥式整流器B1、三极管N3、稳压二极管Z1、二极管一三极管光电耦合器IC1，其中，被检测接点两端的电压信号接入单相桥式整流器B1的两个输入端，输出端一个接地，另一个作为输出端正极输出整流信号，三极管N3相当于一个开关元件，其与稳压二极管Z1、电阻R等构成第一开关电路，三极管N3的基极作为控制端一方面经电阻R1连接至单向桥式整流器B1的整流信号输出端，另一方面经反接的稳压二极管Z1接地，因此在接点处于正常状态时基极具有恒定的电压，三极管N3的集电极相当于输入端，其直接连接至整流器的整流信号输出端，三极管N3的发射极相当于输出端，其连接至二极管一三极管光电耦合器IC1的输入端，而光电耦合器IC1的输出端连接至第一与非门电路IC2C的两个输入端。在这里，光电耦合器IC1作为光电转换元件并与其它辅助电路一起构成光电耦合电路。
在本实施例中，如果接点两端为交流电压信号，则只要将接点两端接入单相桥式整流器B1的两个输入端即可，如果接点两端为直流电压信号，则只要将正极接至LP001端，负极接至LP002端即可。因此本实用新型的检测装置适于处理各种类型的电压信号。此外，由于采用开关电路和光电耦合方式，因此可适应不同等级的电压信号，输入阻抗大，不会对被检测系统产生影响。
对于开接点情形，接点两端为高电压，因此整流器B1输出高电压，稳压二极管Z1正常工作(反向击穿)，三极管N3导通，光电耦合器IC1正常工作，门电路IC2C的输入端为高电平。此时，如果输入信号由高电压变为零电压(相当于输入信号产生了一个下降沿脉冲)，则光电耦合器IC1停止工作，导致与非门电路IC2C输入端的电平立即由低电平翻转为高电平。对于闭接点情形，接点两端无电压，因此整流器B1输出零电压，稳压二极管Z1停止工作，三极管N3关断，光电耦合器IC1停止工作，门电路IC2C的输入端为高电平。此时，如果输入信号由零电压变为高电压(相当于输入信号产生了一个上升沿脉冲)，则门电路IC2C输入端的电平将立即由高电平翻转为低电平。
由上可见，当接点开闭状态发生变化(故障)时，将导致门电路IC2C输入端的电平随之发生一次翻转。
再次参见图1，第II部分主要包括由第一与非门电路IC2C、JK触发器IC7A、第一和第二电子开关IC3A、IC3C组成的信号处理电路，其中，与非门电路IC2C的输入端和输出端分别连接至第二电子开关IC3C的输入端和第一电子开关IC3A的输入端，第一和第二电子开关IC3A、IC3C的输出端共接在一起，JK触发器IC7A的Q端和Q非端分别连接至第一和第二电子开关IC3A和IC3C的控制端。
由于第一和第二电子开关IC3A、IC3C由同一个JK触发器IC7A的Q端和Q非端控制，所以始终处于一个开通而另一个关断的组合状态，因此无论第一与非门电路IC2C的输出电平如何，都可以通过选择合适的电子开关通断组合使得初始状态下电子开关的输出端始终输出高电平。为此，JK触发器IC7A的J端和K端共接于恒压源从而使J＝K＝1(即J和K端保持高电平输入信号)，并通过在CLK端输入时钟脉冲使JK触发器翻转以获取所需的Q和Q非逻辑组合值。
在本实施例中，JK触发器CLK端的时钟脉冲信号由图1下部所示的时钟脉冲信号生成电路提供，如图1所示，在该电路中，反向器IC1A、IC1B和电阻R19串联在一起，而电容C1并联在串联元件的两端，这些串并联元件的一端经第二复位开关K2连接至恒压源，另一端连接至JK触发器IC7A的CLK端，当复位开关K2闭合时，经过串并联元件的处理产生具有合适波形和幅度的输出脉冲信号。值得指出的是，对于本领域内的普通技术人员来说，产生时钟脉冲信号的各种电路都是公知的，因此本实施例所示时钟脉冲信号生成电路仅具有示意性质，不应理解为对本实用新型精神和保护范围的限制。
参见图1，第III部分主要包括由两个与非门IC2A、IC2B组成的基本RS触发器，其中，与电子开关IC3A和IC3C输出端相连接的与非门IC2A的输入端相当于S端，其输出端相当于Q端，与非门IC2B经电阻R15连接至恒压源并经第一复位开关K1接地的输入端相当于R端，其输出端连接至与非门IC2A的另一输入端，相当于Q非端。在初始状态下，通过在R端加载一个负脉冲使RS触发器置0，从而在Q端保持低电平输出直到S端加载负脉冲信号；当出现异动故障而导致电子开关输出端信号翻转为低电平信号时，RS触发器置1，从而使Q端保持输出高电平输出直到R端加载负脉冲信号。
在本实施例中，第III部分还包含第二与非门电路IC2D、三极管N2和双色发光二极管D，其中，第二与非门电路IC2D的输入端与上述RS触发器的S端共接，三极管N2相当于一个开关元件，其与其它元件构成第二开关电路，三极管N2的基极作为控制端经电阻R14连接至与非门IC2D的输出端，集电极相当于输入端，其连接至恒压源，发射极相当于输出端，双色发光二极管D用于指示回路接点的状态，其中绿色发光二极管与三极管N2相连以指示正常状态，红色发光二极管连接至上述RS触发器的Q端以指示故障状态。此外，为了对故障信号进行计算机处理，如图1所示，与非门IC2A的输出端与串联的电阻R16和电容C4连接，从而通过接在电容C4与端子A之间的稳压二极管Z2在端子A上输出+5V电压信号。
以下描述本实施例检测装置的工作原理。
在对回路接点进行检测之前首先进行初始化设置，即，使电子开关的输出端为高电平，RS触发器的Q端为低电平，第二与非门IC2D的输出端为低电平，因此双色发光二极管D的绿灯点亮而红灯熄灭。
在检测装置接通工作电源后，与非门IC2D和IC2A输入端以及与非门IC2A输出端(即RS触发器的Q端)的状态是不确定的。如果与非门IC2D和IC2A的输入端为低电平，则可按下复位开关K2使JK触发器IC7A翻转，从而将与非门IC2D和IC2A的输入端置于高电平状态；如果与非门IC2A的输出端(即RS触发器的Q端)为高电平，则可按下复位开关K1使上述RS触发器置0，将Q端置于低电平状态。
在完成初始化设置后即可对回路接点进行检测。当回路接点出现异动故障时，经过第I部分的处理，在第一与非门IC2C的输入端将出现翻转信号，由于电子开关IC3A、IC3C的通断组合状态未变，因此与非门IC2D和IC2A输入端(即RS触发器的S端)上的高电平信号翻转为低电平信号，由此使与非门IC2D输出端的电平翻转为高电平，三极管N2关断，双色发光二极管的绿灯熄灭；与非门IC2A输出端(即RS触发器的Q端)的电平翻转为高电平且保持高电平状态不变，双色发光二极管的红灯点亮；并且通过稳压二极管Z2在A端输出+5V电压信号。
权利要求1.一种电气回路接点故障检测装置，其特征在于，包含JK触发器，其J端和K端保持高电平信号输入；第一与非门电路，其输入端接收电气回路接点的异动信号；第一电子开关，其控制端连接至所述JK触发器的Q端并且输入端连接至所述第一与非门电路的输出端；第二电子开关，其控制端连接至所述JK触发器的Q非端并且输入端连接至所述第一与非门的输入端；RS触发器，其S端连接至所述第一和第二电子开关的输出端，R端连接至恒压源并经第一复位开关接地，Q端输出报警信号。
2.如权利要求1所述的电气回路接点故障检测装置，其特征在于，进一步包含整流电路，其输入端与待测的开闭接点相连；第一开关电路，其控制端与所述整流电路的输出端正极相连；光电耦合电路，其输入端连接至所述第一开关电路的输出端，输出端连接至所述第一与非门电路的输入端。
3.如权利要求2所述的电气回路接点故障检测装置，其特征在于，所述整流电路为单向桥式整流器，所述第一开关电路包含三极管，其基极经电阻连接至所述单向桥式整流器的输出端正极并经反接的稳压二极管接地，其集电极连接至所述单向桥式整流器的所述输出端正极，其发射极经一个二极管连接至光电耦合电路的输入端。
4.如权利要求1～3中任意一项所述的电气回路接点故障检测装置，其特征在于，进一步包括时钟脉冲信号发生电路，其输出端连接至所述JK触发器的CLK端，并且包含串联在回路内的第二复位开关。
5.如权利要求4所述的电气回路接点故障检测装置，其特征在于，进一步包含第二与非门电路、第二开关电路和双色发光二极管，所述第二与非门电路的输入端连接至所述RS触发器的S端，输出端连接至所述第二开关电路的控制端，所述双色发光二极管的其中一个连接至所述RS触发器的Q端而另一个连接至所述第二开关电路的输出端。
专利摘要本实用新型提供一种电气回路接点故障检测装置，包含JK触发器，其J端和K端保持高电平信号输入；第一与非门电路，其输入端接收电气回路接点的异动信号；第一电子开关，其控制端连接至所述JK触发器的Q端并且输入端连接至所述第一与非门电路的输出端；第二电子开关，其控制端连接至所述JK触发器的Q非端并且输入端连接至所述第一与非门的输入端；RS触发器，其S端连接至所述第一和第二电子开关的输出端，R端连接至恒压源并经第一复位开关接地，Q端输出报警信号。上述电气回路接点故障检测装置可确保捕捉到被检测接点的各种软硬异动故障。此外，上述检测装置的结构紧凑，所需元器件数量少，因此提高了检测可靠性并且降低了检测成本。
文档编号G01R31/02GK2713481SQ200420036988
公开日2005年7月27日 申请日期2004年6月30日 优先权日2004年6月30日
发明者范耀德, 陈国生, 张昊 申请人:宝山钢铁股份有限公司, 上海宝钢安大电能质量有限公司
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